海洋所揭示中國沿海紅條毛膚石鱉地理格局成因
近日,中國科學(xué)院海洋研究所海洋生物分類與系統(tǒng)演化實驗室研究團(tuán)隊在國際知名進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域Top期刊Evolutionary Applications《進(jìn)化應(yīng)用》發(fā)表最新成果,聚焦中國沿海紅條毛膚石鱉(Acanthochitona rubrolineata)種群譜系地理分布,綜合運用群體遺傳學(xué)、實驗室培養(yǎng)以及數(shù)值模擬等多種方法,從基因組范圍深入剖析海洋生物的遺傳結(jié)構(gòu)與種群歷史成因,為非模式生物和潛在受威脅物種的分析提供關(guān)鍵參考。
探究海洋生物連通性的限制因素是海洋生物學(xué)的關(guān)鍵課題。除歷史因素外,海洋屏障、棲息地不連續(xù)性、海洋環(huán)境的變化以及物種特有生活史等現(xiàn)代因素,也會影響海洋生物種群遺傳結(jié)構(gòu)和分布模式。本研究對來自中國沿海13個地區(qū)的紅條毛膚石鱉進(jìn)行了簡化基因組測序,以探究其遺傳多樣性和種群結(jié)構(gòu)。通過對全基因組范圍內(nèi)的單核苷酸多態(tài)性位點(SNPs)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)北方種群和南方種群之間存在顯著的遺傳分化(圖1)。本研究結(jié)合室內(nèi)幼蟲培養(yǎng)實驗,通過海洋廣義環(huán)流模型(OGCM),模擬紅條毛膚石鱉浮游幼蟲的擴(kuò)散情況(圖2)。研究表明,歷史和現(xiàn)代海洋學(xué)因素、生物自身的生活史特性、長江沖淡水以及蘇北淺灘的共同作用,在塑造紅條毛膚石鱉種群的動態(tài)演化歷史和遺傳結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮了重要作用,揭示了兩個獨立進(jìn)化的譜系,且其共同祖先種群大約在 115.6 萬(95% 置信區(qū)間:89 萬 - 144 萬)年前發(fā)生分化。本研究中全基因組分化呈現(xiàn)多個高度分化的區(qū)域,屬物種形成過程中的早期/中間階段。FST值> 0.80,與不同物種分化水平一致,種群遺傳結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出類似模式,表明在紅條毛膚石鱉內(nèi)可能存在未被記錄的物種形成。

圖1(A)13個種群的采樣地圖;(B)基于中性位點的13個種群的種群遺傳結(jié)構(gòu),K =2 到 4;(C)主成分分析(PCA)結(jié)果,每個個體以不同顏色標(biāo)簽表示對應(yīng)來源種群?(DL, 大連; DS, 東山; LJ, 連江; LYG, 連云港; LZ, 萊州; NJ, 南麂; PL, 蓬萊; PT, 平潭; QD, 青島; QZ, 泉州; RC, 榮成; RZ, 日照; XP, 霞浦)

圖2?使用海洋廣義環(huán)流模型(OGCM)對源自北方種群(A-D)7個不同地點(Site #1: 大連、Site #2: 萊州、Site #3: 蓬萊、Site #4: 榮成、Site #5: 青島、Site #6: 日照、Site #7: 連云港)以及南方種群(E-H)6個不同地點(Site #8: 南麂、Site #9: 霞浦、Site #10: 連江、Site #11: 平潭、Site #12: 泉州、Site #13: 東山)的粒子的擴(kuò)散路徑和相對含量在第 1、10、20 和 30 天的情況模擬圖
中國科學(xué)院海洋研究所博士后宗紹兵為論文第一作者,張均龍研究員為通訊作者,合作者包括許靈靜副研究員和楊德周研究員。研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金和山東省青年泰山學(xué)者項目的資助。
論文信息:
Zong, S., Liu, H., Xu, L., Yang, D., & Zhang, J*. (2025). The Intertidal North-South Split: Oceanographic Features and Life History Shape the Phylogeography of Chiton?Acanthochitona rubrolineata.?Evolutionary applications,?18(4), e70095. https://doi.org/10.1111/eva.70095
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